JP3528255B2 - 混成集積回路素子及びその製造方法 - Google Patents
混成集積回路素子及びその製造方法Info
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Description
し、特に、高周波領域における不要電磁波の干渉によっ
て生じる性能劣化や異常共振等の電磁波障害を抑制でき
る混成集積回路素子に関する。
実装の高効率化、秘密保持、コストの低減化、及び信頼
性の向上等が可能であることから、多くの電子機器に採
用されている。
イジング化が進み、混成集積回路においても小型化、薄
厚型、及び軽量化が促進され、複数の半導体素子や能動
素子を収納して、より一層の小型化が成されている。ま
た、回路の高速化、高機能化に伴い、信号の伝播遅延に
よる所望のシステム性能が得られなくなる事態を回避す
べく、高密度配線基板または、パッケージ内に収容され
るマルチチップIC(MCIC)等が、パーソナルコン
ピュータに代表される電子機器に多く用いられるように
なってきた。
化された混成集積回路素子は、電子機器内のマザーボー
ド上に実装される。ここで問題となるのが、静電結合、
及び電磁結合による線間結合の増大や、輻射ノイズによ
る電磁干渉に起因する性能劣化や異常共振などの現象で
ある。
回路にローパスフィルタを挿入する、問題となる回路を
遠ざける、或いはシールディングを行うなどの手段を講
じて電磁波障害の原因となる電磁結合、不要輻射ノイズ
を抑制している。また、混成集積回路素子自身を樹脂で
封止した後に、導電ペーストなどでシールドして不要輻
射に対して混成集積回路素子を遮蔽するといったことも
成されている。
電磁波障害に対する対策のうち、ノイズフィルタを挿入
る方法、及びシールディングを行う方法は、ノイズフィ
ルタを実装するスペースや、シールド材を実装するスペ
ースが必要となり、高密度化を実現する上で、有効な対
策とは言い難い。同様に、問題となる回路を遠ざける方
法も高密度化に逆行するものである。
ースト等の導電体をコーティングする方法は、反射によ
って、内部からの放射される電磁波を内側に抑え込み、
外部からの電磁波の侵入を防いでいるにすぎない。即
ち、この混成集積回路素子と、この素子が実装されるマ
ザーボードとの間における電磁波の透過減衰効果は期待
できるが、混成集積回路素子内の部品間、または、混成
集積回路素子とその混成集積回路素子に近接するマザー
ボード上の他の部品との間においては、このような効果
は期待できない。つまり、コーティングされた導電体
は、その特性上、反射によって同一実装部品面で二次的
な電磁結合を助長するという問題がある。
動作を損なうことなく、混成集積回路素子と、この素子
が実装されるマザーボードとの間で、電磁波の透過に対
して十分な遮蔽効果を有し、かつ、混成集積回路素子内
の部品間、及びマザーボード上の他の部品間の電磁結合
の助長させることのない混成集積回路素子を提供するこ
とを目的とする。
子と受動素子とが同一の配線基板に実装された混成集積
回路素子において、前記能動素子、前記受動素子、及び
前記配線基板が絶縁層で封止されており、該絶縁層の外
表面に、軟磁性体粉末と有機結合材とを含む絶縁性軟磁
性体層が形成され、該絶縁性軟磁性体層として第1及び
第2の絶縁性軟磁性体層を有し、該第1の絶縁性軟磁性
体層と該第2の絶縁性軟磁性体層との間に、導電性粉末
と有機結合剤とを含む導電体層を有することを特徴とす
る混成集積回路素子が得られる。
れた能動素子及び受動素子と、これらを封止する絶縁層
と、該絶縁層の外表面に形成された絶縁性軟磁性体層及
び導電体層とを有する混成集積回路素子の製造方法にお
いて、前記絶縁性軟磁性体層及び前記導電体層が、前記
絶縁層で封止された前記配線基板に実装された前記能動
素子及び前記受動素子を、それぞれ軟磁性体スラリー及
び導電体スラリーに含浸させて形成されることを特徴と
する混成集積回路素子の製造方法が得られる。
ノイズは、絶縁性軟磁性体層により大きく吸収抑圧され
る。そして、導電体層で反射され、再び、絶縁性軟磁性
体層に吸収抑圧される。また、混成集積回路素子内部で
発生する輻射電磁波についても同様にして吸収抑圧され
る。
とも一方の形状を呈する軟磁性体粉末を含む。これらの
軟磁性体粉末は形状磁気異方性を有し、高周波領域にお
いて、磁気共鳴に基づく複素透磁率の増大が生じるため
に、不要輻射成分を効率的に吸収抑制する。
は、本発明者らによって、確認されている(特願平6−
4864号(平成6年1月20日出願)参照)。
明する。図1に本発明の一実施例の混成集積回路素子の
断面図を示す。本実施例の混成集積回路素子は、配線基
板11と、配線基板11上に実装された能動素子及び受
動素子等の実装部品12と、これら実装部品を外部へ接
続するための外部接続用リード線13とを有し、その外
表面は、樹脂等の絶縁コーティング層14で覆われてい
る。更に、本実施例の混成集積回路素子では、絶縁コー
ティング層14の表面に、外部接続用リード線13に接
触することなく、第1の絶縁性軟磁性体層15、導電体
層16、及び第2の絶縁性軟磁性体層17がコーティン
グされている。
縁性軟磁性体層17は、図2に示すように、偏平状及び
針状の少なくとも一方の形状を呈する軟磁性体粉末21
と、有機結合剤22とを含んでいる。また、導電体層1
6は、導電性粉末23と、有機結合剤24とを含んでい
る。これら第1の絶縁性軟磁性体層15、導電体層1
6、及び第2の絶縁性軟磁性体層17は、それぞれ、軟
磁性体粉末及び導電性粉末を絶縁性の有機結合剤22、
24と混練、分散させた軟磁性体スラリー、及び導電体
スラリーに、混成集積回路素子を含浸させる、所謂、ス
ラリー含浸法により形成される。
第2の絶縁性軟磁性体層17に含まれる軟磁性体粉末2
1としては、高周波透磁率の大きい鉄−アルミ珪素合金
(センダスト)、鉄−ニッケル合金(パーマロイ)が、
使用できる。これらの軟磁性体粉末21は微細粉末化さ
れ、表面部分を酸化させて使用する。なお、これらの粉
末のアスペクト比は、十分に大きい(およそ5:1以
上)であることが望ましい。
23としては、銅粉、銀粉等の金属微粉末、或いは、導
電性カーボンブラック、導電性酸化チタン等の粉末を使
用することができる。
体層16、及び第2の絶縁性軟磁性体層17に含まれる
有機結合剤22及び24としては、ポリエステル系樹
脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹
脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ニトリル−
ブタジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム等の熱
可塑性樹脂あるいはそれら共重合体、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、アミド系樹脂、及びイミド系樹脂等の熱
硬化樹脂等を使用することができる。
々の厚さや、構成材料などは、混成集精器回路素子の回
路条件、実装する電子機器の配置、及び不要電磁波の電
磁界強度等を考慮して、最適な電磁環境を実現するよう
に決定される。
に対する硬化を検証するために、第1の絶縁性軟磁性体
層15、導電体層16、及び第2の絶縁性軟磁性体層1
7から成る薄膜(試料1)を製造し、その特性を評価し
た。なお、第1の絶縁性軟磁性体層15、導電体層1
6、及び第2の絶縁性軟磁性体層17の組成は表1のと
おりである。
の両面に、導電体層16と同じ組成の銀ペーストをスラ
リー含浸法によりコーティングし、乾燥、硬化して、厚
さ100μmの比較試料(試料2)を得た。
ル及び結合レベルの試験を行なった。試験装置は、図3
(a)及び(b)に示すように、電磁界波源用発信器3
1と、電磁界強度測定器(受信用素子)32とに、それ
ぞれ、ループ径2mm以下の電磁界送信用微小ループア
ンテナ33、及び電磁界受信用微小ループアンテナ34
を接続した装置を用いた。透過レベルの測定は、図3
(a)に示すように、電磁界送信用微小ループアンテナ
33と電磁界受信用微小ループアンテナ34との間に試
料35(試料1または2)を位置させ、結合レベルの測
定では、図3(b)に示すように、試料35の一方の面
に、電磁界送信用微小ループアンテナ33と電磁界受信
用微小ループアンテナ34とを対向させて行なった。な
お、電磁界強度測定器32には、図示しないスペクトラ
ムアナライザが接続されており、試料が存在しない状態
での電磁界強度を基準として測定を行なった。
レベル測定、及び結合レベル測定の結果(周波数数特
性)を示す。図4(a)及び(b)から明らかな様に、
試料2では、透過レベルについて、大幅な低下が見られ
るものの、結合レベルについては増大する。これに対
し、試料1では、透過レベルが大幅に低下し、しかも、
結合レベルの増大も見られない。このことから、本実施
例の混成集積回路素子は、従来の銀ペーストをコーティ
ングした素子と同様に、十分に電磁波に対する遮蔽効果
を有すると共に、従来の素子に見られた様な電磁波の反
射が見られないことが分かる。
15、導電体層16、及び第2の絶縁性軟磁性体層17
を、順番に、樹脂封止された混成集積回路素子の外表面
にスラリー含浸法によりコーティングした。これらの層
を硬化させた後、この3層の厚さを測定したところ0.
7mmであった。また、振動型磁力計と走査型電子顕微
鏡とを用いて第1及び第2の絶縁性軟磁性体層を解析し
たところ、磁化容易軸及び磁性粒子配向方向はいずれも
これら層の面内方向であった。さらに、この混成集積回
路素子をマザーボードに実装し、電気的回路動作を確認
したところ磁性体及び導電体による悪影響は認められな
かった。
及び導電体層をコーティングした混成集積回路素子は、
マザーボードに実装したとき、不要輻射による影響を受
けず、また、反射によって電磁結合を助長することもな
い。
止する絶縁層の外表面に、絶縁性軟磁性体層を設けたこ
とで、混成集積回路素子としての本来の回路動作を損な
うことなく、マザーボード及びマザーボードに搭載され
た他の部品からの輻射電磁波に対して十分な遮蔽効果を
有し、内部の部品間、あるいはマザーボードに搭載され
た他の部品間の電磁結合を助長することのない混成集積
回路素子が得られる。特に、絶縁性軟磁性体層と導電体
層とを組み合わせるとこの効果は顕著になる。
16、及び第2の絶縁性軟磁性体層17の部分拡大断面
図である。
るための図であって、(a)は透過レベルの測定、
(b)は結合レベルの測定をする方法を説明するための
図である。
示すグラフであって、(a)は、透過レベルの周波数特
性図、(b)は結合レベルの周波数特性図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 能動素子と受動素子とが同一の配線基板
に実装された混成集積回路素子において、前記能動素
子、前記受動素子、及び前記配線基板が絶縁層で封止さ
れており、該絶縁層の外表面に、軟磁性体粉末と有機結
合材とを含む絶縁性軟磁性体層が形成され、該絶縁性軟
磁性体層として第1及び第2の絶縁性軟磁性体層を有
し、該第1の絶縁性軟磁性体層と該第2の絶縁性軟磁性
体層との間に、導電性粉末と有機結合剤とを含む導電体
層を有することを特徴とする混成集積回路素子。 - 【請求項2】 前記軟磁性体粉末が、偏平状及び針状の
うち少なくとも一方の形状を呈することを特徴とする請
求項1に記載の混成集積回路素子。 - 【請求項3】 配線基板に実装された能動素子及び受動
素子と、これらを封止する絶縁層と、該絶縁層の外表面
に形成された絶縁性軟磁性体層及び導電体層とを有する
混成集積回路素子の製造方法において、前記絶縁性軟磁
性体層及び前記導電体層が、前記絶縁層で封止された前
記配線基板に実装された前記能動素子及び前記受動素子
を、それぞれ軟磁性体スラリー及び導電体スラリーに含
浸させて形成されることを特徴とする混成集積回路素子
の製造方法。
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